Istraživači iz EU razvijaju ekološke senzore, ploče i druge elektronske uređaje kako bi smanjili neodrživo visok nivo e-otpada.
Da bi razvio ekološki prihvatljivu elektroniku kao što su senzori i štampane ploče, dr Valerio Beni sledi papirni trag—bukvalno.
Stručnjak za zelenu hemiju u švedskom istraživačkom institutu RISE, Beni se fokusirao na drvo sa celuloze u pokušaju da napravi potrošačke elektronske uređaje koji nemaju ugljenični otisak i koji se lakše recikliraju.
On i njegove kolege otkrili su da proizvodnja celuloze i pretvaranje u papir za novu generaciju elektronike zahteva sagorevanje previše energije da bi napor bio ekološki prihvatljiv koliko su se nadali.
„Pa smo pomislili, zašto ne bismo napravili korak unazad i prešli na početni materijal za izradu papira?“ rekao je Beni. „To je drvo.“
On vodi istraživački projekat za istraživanje načina pravljenja potrošačke elektronike od materijala na bazi drveta.
Pod nazivom HiPELignum, projekat traje četiri godine do septembra 2026. i okuplja istraživačke institute, univerzitet i predstavnike industrije iz Austrije, Holandije, Slovenije i Španije.
Životni ciklusi trenutne elektronike su neodrživi. Pored energije i sirovina potrebnih za proizvodnju, uređaji rezultiraju brdima otpada kada se odbace.
U 2022. godini, svet je proizveo rekordnih 62 milijarde metričkih tona e-otpada — ili 7,8 kilograma po osobi — dok je Evropa proizvela 17,6 milijardi metričkih tona, više nego bilo koji drugi region, prema podacima Ujedinjenih nacija.
Ta svetska planina se skoro udvostručila sa 34 milijarde metričkih tona u 2010. i predviđa se da će porasti na 82 milijarde metričkih tona do 2030. godine.
Pored brzog rasta, e-otpad je složen za upravljanje, prema UN. Godine 2022. reciklirano je samo oko petine globalnog e-otpada—iako je Evropa prošla bolje reciklirajući oko 43%.
Ploče su glavna komponenta e-otpada.
Čak 60% uticaja elektronike na životnu sredinu je uzrokovano štampanom pločom uređaja, kaže Beni.
Ploče su slojevita matrica materijala – obično smole, plastike i bakra, koje je teško reciklirati. Oni su urezani za utiskivanje metalnih kola, na koje se mogu zalemiti elektronske komponente.
Kao alternativu, HiPELignum tim razvija dve vrste drvenih ploča.
Jedan je napravljen od tankih slojeva drveta, pomalo nalik šperploči. Drugi je napravljen od celuloznih vlakana ekstrahovanih iz drveta i drvnog otpada.
„Ideja je da pokušamo da zamenimo neke od materijala sa visokim intenzitetom ugljenika u elektronici materijalima sa niskim intenzitetom ugljenika“, rekao je Beni.
Kola su odštampana – umesto urezana – na drvene ploče pomoću provodnih metalnih mastila razvijenih u projektu. Ova mastila takođe sadrže celulozu i plastiku na biološkoj bazi proizvedenu od drveta.
Na kraju svog životnog veka, drvene ploče bi trebalo da se lakše recikliraju od tradicionalnih ploča. Možda bi ih čak bilo moguće kompostirati.
Ključni izazov sa reciklažnom elektronikom je odvajanje komponenti od štampanih ploča.
Da bi se pozabavili ovim, HiPELignum istraživači razvijaju termički i hemijski razgradive slojeve koji se mogu postaviti između drveta i štampanih kola.
Kada se oni unište na kraju životnog veka proizvoda, kola i električne komponente otpadaju sa drveta. Drvena ploča i uglavnom metalno kolo i komponente mogu se zatim poslati u različite tokove reciklaže.
Štaviše, razgradivi slojevi su takođe izvedeni od drveta. Projekat ih proizvodi od lignina ekstrahovanog iz drvnog otpada.
Takva „zelena hemija“ emituje mnogo manje ugljen-dioksida (CO2) jer sadrži biogene materijale koji se mogu obnoviti, a ne fosilno ulje, kaže Beni.
„Drvo i biogeni materijali su manje-više nula u smislu uticaja CO2“, rekao je on. „Oni apsorbuju CO2 da bi rasli, a zatim oslobađaju isti CO2 kada se koriste.“
